Comment se débarasser de son meilleur ami

H.Métivier

SFEN 2007

210Po

Poison radioactif

Polonium 210

Monsieur Alexandre Litvinenko est décédé le

23 novembre 2006, dans un hôpital de Londres,

suite à une contamination par une forte dose de 210Po

probablement intervenue le 1er novembre 2006.

Il a du avalerUn sushi(?)pas frais

Polonium 210

Transféré à l'hôpital le 17 novembre à l’University College Hospital

• Vomissements répétés, • Troubles du rythme cardiaque,• Troubles rénaux, • Chutes des cheveux en une semaine, • Chute des globules blancs

Polonium 210

Le polonium fut découvert par Marie Curie en 1898, elle lui donne le nom de polonium en souvenir de sa Pologne natale

Emetteur alpha (100%) 5,3 Mev

Emetteur gamma (<1%) 803 keV

T 1/2= 138 jours

Activité massique: 1,66.1014 Bq.g-1

Polonium 210

Polonium 210

Peut être produit par bombardement neutronique du 209Bi dans un

réacteur nucléaire

209Bi+n 210Bi 210Po

, 5 jours

Polonium 210

210Po est présent dans l’environnement, l’alimentation, l’eau de boisson et l’air.

• Environ 50mBq.m-3 dans l’air• 1mBq.l-1 dans les eaux de pluie• 1-5 Bq.m-3 dans les eaux marines• 10-200 Bq.kg-1 sol sec (15000 à 22000 dans les résidus miniers d’uranium)• De 0,1 à 160 Bq.kg-1 végétal sec

On le trouve dans les urines des populations de 5 à 15 mBq par jour, les valeurs des fumeurs étant toujours doubles de celles des non fumeurs

Polonium 210

Transfert gastro-intestinal f1= 0,5Transfert vers le sang (CIPR 67-1994)

30% dans le foie10% dans le rein5% dans la rate10% dans la moelle osseuse45% dans les autres tissus

Période biologique 50 jours

Elimination fécale= 2 fois élimination urinaire

Polonium 210

Traitements

Chélateurs avec des groupes ThiolsBAL , British Anti Lewisite ou 2,3-dimercaptopropanol

Polonium 210

Pour 1GBq ingéré et avec un f1 de 0,1

La dose à la moelle atteint 2 Gy après 10 jours et 3 Gy après 15 jours

Les premiers jours la dose aux reins est de 2Gy/jour et de 1 Gy/jour pour le foie

Polonium 210

Moelle Intestin Foie Reins Rate Peau

1 jour 0,2 0,04 1,1 1,9 0,7 0,1

5 jours 1,0 0,2 6,3 10 3,7 0,8

10 jours 2,0 0,5 12 18 7,1 1,8

15 jours 2,8 0,6 16 25 10 2,9

20 jours 3,6 0,8 20 30 13 4,0

25 jours 4,2 0,9 23 35 15 5,2

Dose cumulée en Gy Pour une ingestion de 1 GBq, f1 de 0,1

Test.

0,2

1,2

2,6

4,2

5,9

7,7

2,5-3,5 6-8 4,5-62,5-22DL100

Polonium 210

8 février 2007: Selon l’HPA/RPD 1 à 3 GBq peut conduire à la mort en 1 mois (hypothèse d’un f1 de 0,1 - la CIPR prend 0,5)

Soit environ 6 g

J’avais personnellement donné le 25 novembre 1,2 g avec un f1 de 0,5

Polonium 210

Cat 1: <30 mBq/jour pas de calcul de dose>30 mBq/jour calcul de dose (supposé par inhalation)Cat 2: >30 mBq:jour à < 1mSvCat 1 et Cat 2, conseil est donné que les doses sont sans souci (cf ICRP publication 60 bien que nous ne sommes pas en situation contrôlée, de plus ce n’est pas une dose annuelle)

Cat 3a: <6 mSv le risque cancer est calculé il est moins de 0,03% Ceci rivalise avec le risque de mort du cancer mortel d’environ 25% pour la population dans son ensemble. L’augmentation est très faible, il n’y a aucun souci à se faire.Cat 3b: > 6 mSv, il est recommandé de faire des analyses urinaires pendant 3 mois

Prise en charge du public par l’HPA

Polonium 210

Cat 1: 480 personnes < 30 mBq/jour, probablement pas exposées

Cat 2: 73 personnes pas de risque mais contact probable avec du 210Po

Cat 3a: <6 mSv- 30 personnes> 1mSv pas de risque mais contact probable avec 210Po

Total 583 personnes

Cat 3b: > 6mSv, 13 personnes, pas de pathologie à court terme, le risque à long terme reste très faible

Un adulte de la famille et clients du Pine Bar et du Millennium Hotel London Mayfair

Polonium 210

69 personnes hospitalières ont été contrôléesNégativement

Le seul sushi bar affecté a été le Itsu branch 167 Picadilly, London; mais rien au niveau du personnel

7 personnes du Pine Bar du Millenium Hotel ont été très faiblement contaminées

Et les autres plutonium, etc…

Polonium 210

1 g de 210Po émet chaque seconde autant de particules alpha que

• 4,5 mg de 226Ra• 262 mg de 238Pu • 72 g de 239Pu• 3,18 kg de 237Np• 446 kg de 238U

Polonium 210

• 1g de 210Po 0,5• 4,5 mg de 226Ra 0,2• 446 kg de 238U 0,2• 262 mg de 238Pu 0,001• 72 g de 239Pu 0,001• 3,18 kg de 237Np 0,001

Activité identiqueA corriger par une absorption

GI de

Toxicité chimique ou radiologique du Pu

Avec 242Pu (T1/2 379 000 ans) la formation de

radicaux hydroxyle par voie chimique serait 105 fois

plus élevée que leur formation par voie radiolytique

La toxicité chimique des isotopes 238 (86 ans)

et 239Pu (24 000 ans) est masquée par leur toxicité

radiologique

D’après CLAYCAMP, 1994

DL50 après inhalation de 239PuO2

30 JOURS 30 JOURS 21 MBq 21 MBq (570 (570 Ci)Ci)

365 JOURS 365 JOURS 2.1 MBq 2.1 MBq (57 (57 Ci)Ci)

1000 JOURS 1000 JOURS 0.85 MBq 0.85 MBq (23 (23 Ci)Ci)

*1 mg 239Pu = 2.27 MBq = 61.3 Ci**LAI = 500Bq

Toxique mais pas supertoxique

TOXICITE AIGUEToxine botulique A 5.10-6 g/kgToxine botulique cristallisé 5.10-9 g/kgToxine diphtérique 1.10-4 g/kgCurare 500 g/kgStrychnine 500 g/kg210Po et quelques transuraniens.Plutonium (Chien) 0.3 mg/kg Plutonium (Rat) 1,4 mg/kg Plutonium (Souris) 1,3 mg/kg HCN (Homme) 1 mg/kg

Dose létale Pu

InhalationDéposition après inhalation, tous coefficients de dépôts compris 1L/h chez le rat

Raabe et Goldman: 12 mg tueront plus de 50% des gens en 30 jours (il faut respirer pendant 1 an une atmosphère dont la concentration est de 4,9g par litre)

Métivier et al: 2 à 5 mg peuvent tuer entre 15 et 30 jours

Dose létale Pu

Ingestion

Compte tenu du faible passage gastrointestinal il faudrait de 100 g de PuO2 (f1 de 1.10-4) à 1000g (f1 de 1.10-5)

Il faut rappeler que la masse critique en phase aqueuse est de l’ordre de 500g.

Pu et terrorisme

Peut on contaminer Paris en déversant du Pu dans une station de distribution d’eau

NON• Sous forme oxyde il est filtré• Sous forme nitrate: il précipite et est filtré• Sous forme chélaté? DTPA?, il passera les filtres d’épuration, sera bu et éliminé à 100%

L’affaire 210Po et les opposants

Faut il en déduire que lesDéchets radioactifs a vie longue

Sont dangereux

Les déchets, un autre scénario

• Migration lente du stockage profond vers l’eau de surface, apport par l’alimentation

• Ingestion chronique de RN à vie longue, activité spécifique, ne pas négliger les volumes

• Très faibles doses et faible débit de dose

Savons-nous prévoir le risque pour l'ingestion de faible doses de radionucléides à vie longue ?

Ce que nous savons

Ce que nous devons savoir

Dial painters

Déficit d’osteosarcomes

From N.Priest 2004

From C.L. SANDERS et al.

TOUS CANCER

CARCINOMES EPIDERMOIDES

ADENOCARCINOMES

HEMANGIOSARCOMES

100100

8080

6060

4040

2020

00 Dose au poumonDose au poumonGrayGray

Inhaled 239PuO2 a threshold

HUMAN EQUIVALENT

0,010,01

2 000

1 g

0, 10, 1

20 000

10 g

1,01,0

200 000

100 g

1010

2 000 000

1 000 g

0,0010,001

200

0,1 g

Incidence de tumeurs pulmonairesIncidence de tumeurs pulmonaires

Ancienne"LAI"Oxyde(500)

Nouvelle"LAI"Oxyde(2500)

Mayak vs Sanders

500cas

D’après Z.B. TOKARSKAYA 1997

Mayak.Mayak.

Résultats ExperimentauxRésultats ExperimentauxChez le rat, Chez le rat, Sanders - 1988Sanders - 1988

Od

ds

rati

o -

ad

100

10

1.0

0.1 1.0 10

%

100

75

50

25

0

Ou

tpu

t o

f ca

nce

r ca

se

Absorbed lung dose (Gy)

A

B

B

Cancers Pulmonaires après Cancers Pulmonaires après inhalation de inhalation de 239239PuOPuO22

A

Confirmé chez le chien

D’après J.F. PARK et al. 1991

LA REGRESSION LINEAIRE EST REJETÉE

LA REGRESSION LINEAIRE QUADRATIQUEPOSSIBLE EST MOINS BONNE QUE LAREGRESSION QUADRATIQUE PURE

LE RISQUE RESULTANT DE L’INHALATION DE 239PuO2 EST PLUS GRAND (57 pour 104 par Gy) QUE CELUI RESULTANT DE L’INHALATION DE 238PuO2 (1 pour 104 par Gy), p < 0.001

1 000

100

10

1

0.1

0.0110 100 1.000 10.000

LUNG DOSE, RAD

239PuO2

238PuO2

Conclusions

L’alpha est un vrai challenge

L’exposition interne pose

problème pour expliquer les

cancers radioinduits

Il faut reconcilier les différentes

approches biologiques.

Repenser laradiotoxicologie